Основы организации сетей CISCO т.2 - Вито Амато

2.Занести в документацию информацию, относящуюся к использованию ISDN при проек- тировании распределенной сети, включая следующее:

∙схему сети, на которой отмечены все соединительные точки;

∙описание всей доступной полосы пропускания участка и описание соединений при пе- редаче данных;

∙описание всего коммуникационного оборудования, необходимого для реализации всех поставленных задач.

3.Занести в документацию все команды маршрутизатора, необходимые для реализации на нем ISDN.

Контрольные вопросы

Для проверки понимания тем и понятий, описанных в настоящей главе, рекомендуется отве- тить на приведенные ниже вопросы. Ответы приведены в приложении А.

1.Какова максимальная скорость работы ISDN?

2.Сколько В-каналов используется в ISDN?

3.Сколько D-каналов используется в ISDN?

4.Провайдер услуги ISDN должен предоставить телефонный номер и идентификацион- ный номер (ID). Каков тип этого ID?

5.Какой канал используется в ISDN для вызова?

6.Какое устройство может быть использовано в сетевом центре предприятия предостав- ления доступа пользователям по коммутируемым соединениям?

A.Коммутатор.

B.Маршрутизатор.

C.Мост.

D.Концентратор.

7.Для какой из перечисленных ниже ситуаций служба ISDN оказалась бы несоответст- вующей?

A.Большая концентрация пользователей в сетевом центре.

B.Малый офис.

C.Сеть с одним пользователем.

D.Ничто из вышеперечисленного.

8.Наличие буквы Е в названии протокола указывает на...

A.стандарты телефонной сети.

B.коммутацию и сигнализацию.

C.концепции ISDN.

D.не используется с ISDN.

9.Если при использовании ISDN для аутентификации необходимо применить CHAP, то какой протокол следует избрать?

A.HDLC.

B. SLIP.

C.РРР.

D.PAP

10.Какие команды из ниже перечисленных следует использовать на маршрутизаторе для установки типа коммутатора ISDN?

A.Router>isdn switch-type

B.Router# isdn switch type

C.Router(config-if)# isdn switch—type

D.Router(config)# isdn switch-type

Основные термины

2B+D. В контексте службы BRI ISDN — два В-канала и один D-канал.

В-канал, канал-носитель (bearer channel, В channel). В ISDN-сетях дуплексный канал с пропускной способностью 64-Кбит/, используемый для передачи пользовательских данных.

D-канал, дополнительный канал, дельта-канал, канал управления скоростью передачи

(delta channel, D channel). Дуплексный ISDN-канал с пропускной способностью 16-Кбит/с (для

BRI) или 64-Кбит/с (для PRI).

Q.931. Протокол, который описывает сетевой уровень между оконечной точкой и локальным ISDN-коммутатором. Не накладывает ограничений на непосредственные соединения оконечных точек. Разные ISDN-провайдеры могут использовать различные реализации этого протокола.

Идентификатор профиля службы (service profile identifier, SPID). Число, используемое некоторыми провайдерами услуг для определения служб, к которым подключено абонентское ISDN-устройство. SPID используется ISDN-устройством во время доступа к коммутатору, кото- рый инициализирует соединение с провайдером услуг.

Интерфейс базовой скорости (Basic Rate Interface, BRI). ISDN-интерфейс, состоящий из двух В-каналов и одного D-канала для канально-коммутируемой передачи голоса, видео и дру- гих данных.

Интерфейс первичной скорости (основного уровня) (Primary Rate Interface, PRI). ISDN-

интерфейс для основного доступа. Состоит из одного D-канала (64 Кбит/с) и двадцати трех (для Т1) или 30 (для Е1) В-каналов для голоса или данных.

Интерфейс типа "пользователь-сеть" (User-Network Interface, UNI). Спецификация, оп-

ределяющая стандарты взаимодействия для интерфейса между устройствами (маршрутизатора- ми или коммутаторами), расположенными в частной сети, и коммутаторами общедоступных се- тей. Также используется для описания сходных соединений в сетях Frame Relay.

Малый офис/домашний офис (small office/home office, SOHO). Такой офис объединяет не-

сколько пользователей, нуждающихся в соединении, которое обеспечивало бы более быструю и надежную связь, чем аналоговое коммутированное соединение.

Оборудование заказчика (customer premises equipment, CPE) Оконечное оборудование,

такое как терминалы, телефоны и модемы, поддерживаемые телефонной компанией, установ- ленные на территории клиента этой компании и подключенное к ее сети.

Процедура доступа к D-каналу (Link Access Procedure, LAPD). В сетях ISDN протокол канального уровня для D-канала. LAPD получен из LAPB и разработан, в основном, для удовле- творения требований сигнализации базового доступа ISDN. Определяется в соответствии с ре-

комендациями ITU-T (International Telecommunications Union, Международный телекоммуника-

ционный союз) Q.920 и Q.921.

Сбалансированный протокол доступа к каналу связи (Link Access Procedure, Balanced, LAPB). Протокол канального уровня в наборе протоколов Х.25. LAPB — бит-ориентированный протокол, являющийся частью протокола HDLC.

Сетевая нагрузка 1-го типа (network termination type 1, NT1). Устройство, соединяющее четырех проводного абонента и стандартное двухпроводное устройство местной линии.

Сетевая нагрузка 2-го типа (network termination type 2, NT2). Устройство, направляющее поток данных между разными абонентскими устройствами и NT1. NT2 является интеллек- туальным устройством, которое осуществляет коммутацию и концентрацию.

Сигнализация (signaling). В контексте ISDN — процесс установки соединения (инициали- зации вызова). Используется для обозначения установки соединения, разрыва соединения, пере- даваемой информации и различных сообщений, включающих в себя установку, подключение, освобождение линии, пользовательскую информацию, отмену соединения, состояние соедине- ния и отключение.

Соединительная точка (reference point). Спецификация, которая определяет соединения между специфическими устройствами в зависимости от их функций в непосредственном соеди- нении.

Телефонная станция (Central Office, CO). Офис местной телефонной компании, к которо-

му подсоединены все местные линии и в котором происходит коммутация каналов абонентских линий.

Терминальное оборудование 1-го типа (terminal equipment type 1, ТЕ1). Устройство, со-

вместимое с ISDN-сетью. ТЕ1 подключается к сетевой нагрузке 1-го, либо 2-го типа.

Терминальное оборудование 2-го типа (terminal equipment type 2, ТЕ2). Устройство, не совместимое с ISDN-сетью и требующее использования терминального адаптера.

Терминальный адаптер (terminal adapter, ТА). Устройство, используемое для подсое- динения основных интерфейсов ISDN к существующим интерфейсам, таким как EIA/TIA-232. Как правило, представляет собой ISDN-модем.

Учрежденческая АТС (private branch exchange, PBX). Цифровой или аналоговый комму-

тационный узел, находящийся на территории абонента и соединяющий частную телефонную сеть абонента с общедоступными сетями.

Цифровая сеть интегрированных служб (Integrated Services Digital Network, ISDN).

Коммуникационный протокол, предложенный телефонными компаниями, который позволяет передавать информацию по телефонным сетям, в том числе голосовые данные, а также данные, полученные из других источников.

Ключевые темы этой главы

∙Описана работа протокола Frame Relay

∙Описаны функции идентификаторов (DLCI) протокола Frame Relay

∙Описана Cisco-версия протокола Frame Relay

∙Описан процесс конфигурирования и проверки работы протокола Frame Relay

∙Описаны подынтерфейсьг протокола Frame Relay

∙Описано использование протоколом Frame Relay подынтерфейсов для решения про-

блемы расщепления горизонта

Глава 12

Протокол Frame Relay

Введение

В главе 10, "Протокол РРР", был рассмотрен протокол типа "точка-точка", а в главе 11, "ISDN - цифровая сеть интегрированных служб", была описана цифровая сеть интегрированных служб Было показано, что РРР и ISDN представляют собой два типа технологий распределен- ных сетей, которые используются с целью решения вопросов установки связи для пользовате- лей, которым требуется получить доступ к другим географически удаленным сетевым устройст- вам В настоящей главе описываются службы, стандарты, компоненты и функционирование про- токола ретрансляции фреймов (Frame Relay) Кроме того, в этой главе описаны методы конфигу- рирования служб протокола Frame Relay и команды, используемые для тестирования и поддерж-

ки установленных соединений

Вашингтонский проект: реализация протокола ретрансляции фреймов

В настоящей главе будут описаны основные понятия и процедуры конфигурации, по-

зволяющие включить протокол ретрансляции фреймов в проект сети Вашингтонского

учебного округа Кроме того, будут описаны действия, необходимые для обеспечения взаимодействия протокола Frame Relay с Internet в соответствии со спецификациями в документах, описывающих технические требования Этот этап будет последним в про-

ектировании и реализации сети учебного округа

Обзор протокола ретрансляции фреймов

Протокол ретрансляции фреймов (Frame Relay) представляет собой стандарт Консуль- тативного комитета по международной телефонии и телеграфии (Consultative Committee for International Telegraph and Telephone, CCITT, в настоящее время — отдел стандартизации при ме-

ждународном телекоммуникационном союзе, ITU-T) и Американского национального институ-

та стандартов (Amencan National Standards Institute, ANSI), описывающий процесс передачи данных по открытым сетям данных (public data network, PDN). Эта сетевая технология ка- нального уровня была создана для обеспечения высокопроизводительной и эффективной связи. Протокол ретрансляции фреймов действует на физическом и канальном уровнях эталонной мо- дели OSI, но для коррекции ошибок использует протоколы верхних уровней, такие как TCP.

Протокол ретрансляции фреймов первоначально планировалось использовать на ин- терфейсах ISDN. В настоящее время этот протокол является стандартным промышленным ком- мутируемым протоколом канального уровня, используемым для работы с различными вирту-

альными каналами с использованием инкапсуляции протокола канального управления высокого

уровня (High-Level Data Link Control, HDLC) для обмена данными между соединенными уст- ройствами. Протокол ретрансляции фреймов использует виртуальные каналы для установки со- единений через ориентированную на соединение службу.

Сетью, обеспечивающей интерфейс протокола ретрансляции фреймов, может быть как об- щедоступная сеть одного из национальных операторов связи или сеть, обслуживающая отдель- ное предприятие, оборудование которой принадлежит частному владельцу. Протокол ретранс- ляции фреймов обеспечивает пакетно-коммутируемый обмен данными, который происходит по интерфейсу между устройствами пользователя (такими как маршрутизаторы, мосты и хосты) и сетевым оборудованием (таким как коммутирующие узлы). Как было сказано ранее, устройства пользователя часто называются оборудованием терминала данных (data terminal equipment, DTE), а сетевое оборудование, взаимодействующее с DTE, называется оконечным оборудовани-

ем канала данных (data circuit-terminating equipment, DCE) (рис. 12.1).

Рис 12.1. Протокол ретрансляции фреймов (Frame Relay) определяет процесс установки со- единения между маршрутизатором и коммутирующим оборудованием локального доступа, ис-

пользуемым провайдером услуг

Терминология протокола Frame Relay

Ниже объясняются некоторые термины, используемые в настоящей главе при обсуждении протокола Frame Relay.

∙Скорость локального доступа (local access rate) (скорость порта) — скорость установ- ки соединения локального ответвления со средой протокола Frame Relay. Она харак- теризует скорость поступления данных в сеть и получения данных из нее.

∙Идентификатор канального соединения (data-link connection identifier, DLCI). Kaк показано на рис. 12.2, DLCI представляет собой номер, идентифицируюший ло- гический канал между устройствами источника и получателя. Коммутатор протокола ретрансляции фреймов назначает DLCI каждой паре маршрутизаторов для создания постоянных виртуальных каналов.

∙Интерфейс локального управления (local management interface, LMI) — стандарт сигналов, передаваемых между офисным оборудованием пользователя (СРЕ) и ком- мутатором протокола Frame Relay, ответственным за установку связи и поддержку статуса этих устройств. Интерфейсы локального управления могут поддерживать:

∙механизм анализа активности, проверяющий наличие передачи данных по ли- нии;

∙механизм многоадресной передачи (multicast), предоставляющий сетевому сер- веру свои локальные DLCI;

∙групповую адресацию, предлагая несколько DLCI в качестве адресов для много-

адресной передачи (передачи в несколько пунктов назначения);

∙изменение сферы действия DLCI путем придания своим локальным DLCI (ис- пользуемым только локальным коммутатором) глобального статуса (вся сеть на базе протокола ретрансляции фреймов);

∙статусного механизма, придающего выходной статус идентификаторам локаль- ного управления, известным только данному коммутатору. Существует несколь- ко типов LMI и поэтому маршрутизаторы должны быть проинформированы об

используемом типе LMI. Поддерживаются три типа LMI: Cisco, ansi и

q933a.

∙Согласованная скорость передачи информации (committed information rate, CIR) пред- ставляет собой гарантируемую провайдером услуг скорость передачи в бит/с.

∙Согласованный объем — максимальное количество битов, которое коммутатор дол- жен передать за установленный интервал времени с согласованной скоростью.

∙Избыточный объем — максимальное количество превышающих CIR битов, которое коммутатор протокола ретрансляции фреймов пытается передать. Это количество за- висит от возможностей службы, заложенных производителем оборудования, но обычно ограничено скоростью порта локального ответвления.

∙Прямое явное уведомление о перегрузке (Forward Explicit Congestion Notification, FECN). В случае, когда коммутатор протокола ретрансляции фреймов обнаруживает в сети затор, он посылает пакет FECN устройству получателя, информируя его о зато- ре.

∙Обратное явное уведомление о перегрузке (Backward Explicit Congestion Notification, 1

∙BECN). Как показано на рис. 12 3, когда коммутатор протокола ретрансляции фрей- мов обнаруживает в сети затор, он посылает BECN-пакет маршрутизатору сети от- правителя с инструкцией уменьшить скорость передачи пакетов. Если маршрутизатор получает такой пакет в текущем временном интервале, то он уменьшает скорость пе- редачи на 25%

∙Индикатор разрешения на отбрасывание пакетов (discard eligibility indicator, DE). Ко- гда маршрутизатор обнаруживает в сети затор, коммутатор Frame Relay первыми от- брасывает пакеты с установленным DE-битом. Бит DE устанавливается на пакетах

избыточного потока данных (т.е. превышающего согласованную скорость передачи).

Рис. 12.3 Коммутатор протокола ретрансляции фреймов посылает BECN-пакеты мар-

шрутизатору отправителя с целью снижения или ликвидации перегрузки в сети

Функционирование протокола Frame Relay

Протокол Frame Relay может быть использован в качестве интерфейса к службе, предостав- ляемой поставщиком услуг, или к сети, оборудование которой принадлежит частному владель- цу. Для создания общедоступной службы на основе протокола ретрансляции фреймов коммути- рующее оборудование этого протокола размещается на промплощадке (в центральном офисе, телефонной станции) поставщика услуг. В этом случае пользователи получают экономические преимущества за счет использования регулируемой потоком данных скорости передачи, и им не

приходится тратить время и усилия на администрирование и поддержку службы и оборудования сети.

Для сетей, использующих протокол Frame Relay, не существует стандарта на оборудование, осуществляющее внутренние коммуникации. Поэтому поддержка интерфейсов протокола Frame Relay не требует обязательного использования этого протокола между сетевыми устройствами Таким образом, как показано на рис 12.4, могут быть использованы традиционная коммутация каналов, пакетная коммутация или комбинированный подход, объединяющий обе эти техноло- гии.

Рис. 12 4 Протокол Frame Relay может использоваться в качестве интерфейса к сети за счет соединения между собой таких устройств, как коммутаторы этого протокола и мар-

шрутизаторы

Линии, соединяющие устройства пользователя с сетевым оборудованием, могут работать со скоростями, выбираемыми из широкого диапазона. Типичными являются скорости от 56 Кбит/с до 2 Мбит/с, хотя протокол ретрансляции фреймов может поддерживать как более высокие, так и более низкие скорости.

DLCI протокола Frame Relay

В качестве интерфейса между оборудованием пользователя и сетевым оборудованием (рис 12.5), протокол Frame Relay предоставляет средства мультиплексирования при обмене данными (называемые виртуальными каналами, virtual circuits) через совместно используемую физическую среду (medium) путем назначения DLCI каждой паре устройств ОСЕ.

Рис. 125. Одно физическое соединение обеспечивает непосредственную связь со всеми

устройствами сети

Мультиплексирование, осуществляемое в соответствии с протоколом Frame Relay, предос- тавляет более гибкий и эффективный способ использования доступной полосы пропускания. Этот протокол позволяет пользователям совместно использовать одну полосу пропускания, со- кращая их финансовые расходы. Например, представим себе, что имеется распределенная сеть, использующая протокол Frame Relay. Этот протокол можно представить как группу дорог, вла- дельцем которых являются телефонные компании, они же занимаются их ремонтом и под- держкой. Можно арендовать дорогу (полосу) исключительно для своей компании (выделенную) или, заплатив меньше, арендовать полосу на совместно используемой дороге. Конечно, прото- кол Frame Relay может быть полностью реализован и в частных сетях, однако там он редко ис- пользуется.

Стандарты протокола Frame Relay оговаривают параметры адресации постоянных вирту-

альных каналов (permanent virtual circuit, PVC), которые в сети протокола Frame Relay кон-

фигурируются и управляются администратором. Постоянные виртуальные каналы характери- зуются своими идентификаторами DLCI (рис. 12.6). DLCI протокола Frame Relay имеют локаль- ный характер. Это означает, что их значения в распределенной сети протокола ретрансляции фреймов не являются уникальными и могут совпадать. Два устройства DTE, соединенные од- ним виртуальным каналом, могут использовать различные DLCI для обращения к одному и то- му же соединению, как показано на рис. 12.6.

В ситуации, когда протокол Frame Relay предоставляет средства мультиплексирования логи- ческого обмена данными, коммутирующее оборудование провайдера службы сначала создает таблицу, задающую значение DLCI выходным портам. При получении фрейма коммутирующее

устройство анализирует идентификатор соединения и доставляет фрейм на соответствующий выходной порт. В конечном итоге еще до отправки первого фрейма устанавливается полный путь к пункту назначения.